JPH0413164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車に装備されるサスペンシヨン
装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、自動車のサスペンシヨン装置の１つ
として、例えば特開昭57−118907号公報に開示さ
れているように、前輪および後輪を各々車体に懸
架する前輪および後輪サスペンシヨンと、該各サ
スペンシヨンにおける車輪（前輪および後輪）と
車体との間に配設されて車体を支持する流体アク
チユエータに対し、圧油や圧縮エア等の流体を給
排して車高を調整する車高調整装置とを備えてな
るいわゆるハイドロニユーマチツクサスペンシヨ
ンが知られている。特に、上記例示のものにおい
ては、車高調整装置の作動により車高が車速に応
じて変化するようになつている。

一方、自動車のステアリング特性として、アン
ダステアリング特性とオーバステアリング特性と
いう相対立するものがあることはよく知られてい
るが、高速時には走行安定性を確保する上でアン
ダステアリング特性が強くなり、低速時には旋回
操縦性の向上を図る上でアンダステアリング特性
が弱くなつてオーバステアリング特性気味になる
ようにすることが最適であり、その実現化が要請
されている。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記事情に鑑み、上記の如き
車高調整装置を有する自動車のサスペンシヨン装
置であつて、該車高調整装置による車高変化を利
用して高速時には自動的にアンダステアリング特
性が強くなると共に低速時には自動的にアンダス
テアリング特性が弱くなつてオーバステアリング
特性気味になるようにしたサスペンシヨン装置を
提供することにある。

（発明の構成） 本発明に係る自動車のサスペンシヨン装置は、
上記目的を達成するため、 前輪および後輪を懸架するストラツト式の前輪
サスペンシヨンおよび後輪サスペンシヨンと、 上記各サスペンシヨンにおける車体と車輪との
間に配設され、流体の給排を受けて車高を調整す
る流体アクチユエータと、車速検出手段からの車
速信号を受けて高速時には車高を低く、低速時に
は車高を高くするように上記流体アクチユエータ
への流体の給排制御を行なう制御手段とから成る
車高調整装置とを備えて成り、 かつ、上記後輪サスペンシヨンのストラツト体
の基準状態におけるストラツト長を上記前輪サス
ペンシヨンのストラツト体の基準状態におけるス
トラツト長に比して長く設定し、そうすることに
より車輪のバンプ・リバウンドに伴なうロールセ
ンタ高の変化率が前輪サスペンシヨン側に比して
後輪サスペンシヨン側の方が大きくなるように構
成したことを特徴とする。

上記本発明は、旋回走行時に車輪に作用するコ
ーナリングフオースは該旋回走行時の車体傾斜に
よる移動荷重の増加（減少）に応じて減少（増
加）すること、およびこの移動荷重はロールセン
タ高の増加（減少）に応じて増加（減少）するこ
とに鑑みて構成されたものである。

即ち、上記本発明は、高速時には車高を減少さ
せ、該車高の減少により、ロールセンター高の変
化率の小さい前輪サスペンシヨンのロールセンタ
ー高の減少率の方が後輪サスペンシヨンのロール
センター高の減少率よりも小さくなり、よつて、
旋回時の車体傾斜による移動荷重の減少率が後輪
側よりも前輪側で小さくなり、その結果車輪に作
用するコーナリングフオースの増加率が後輪側に
比べて前輪側でより小さくなるため後輪に比べて
前輪の方が旋回方向と反対側に比較的大きな横す
べりを起こすこととなり、アンダステアリング特
性が強くなると共に、他方、低速時には車高を増
加させ、該車高の増加によりロールセンター高の
変化率の大きい後輪サスペンシヨンのロールセン
ター高の増加率の方が前輪サスペンシヨンのロー
ルセンター高の増加率よりも大きくなり、よつ
て、旋回時の車体傾斜による移動荷重の増加率が
前輪側よりも後輪側で大きくなり、その結果コー
ナリングフオースの減少率が前輪側に比べて後輪
側でより大きくなるため、前輪に比べて後輪の方
が旋回方向と反対側に比較的大きな横すべりを起
こすこととなり、アンダステアリング特性が弱く
なるように構成したものである。

なお、コーナリングフオースと移動荷重との関
係および移動荷重とロールセンター高との関係に
ついて簡単に説明すると、以下の通りである。

先ず、車輪に作用するコーナリングフオースと
垂直荷重との間には、従来より知られるように第
１図の曲線で示されるような関係がある。そし
て、旋回時における車体傾斜により車体重量が左
右の車輪に偏つて加わり、±△Ｗの移動荷重が作
用した場合には、コーナリングフオースは、各車
輪のコーナリングフオースC₁，C₂の平均値（C₁
＋C₂）／２となるが、第１図から明らかなよう
に、この平均値（C₁＋C₂）／２は、車体重量が
左右の車輪に均等に加わつて移動荷重のない場合
のコーナリングフオースC₀よりも小さくなる。
また、このような移動荷重によるコーナリングフ
オースの減少傾向は、移動荷重△Ｗが大きくなる
ほど顕著になる。

次に、移動荷重とロールセンター高との関係を
求めるに当り、第２図を参照してサスペンシヨン
の旋回時におけるモーメントのつり合い、例えば
０点（車体中心線と地面との交点）まわりのモー
メントのつり合いを考える。今、求心加速度係数
μにおける遠心力をμW、ロールセンター高を
Ｈ、サスペンシヨンロール剛性をｋ、車体ロール
角をΦ、車輪間隔をｄ、車輪に作用する移動荷重
を△Ｗとすれば μW・Ｈ＋kΦ＝ｄ・△Ｗ ∴△Ｗ＝（μW・Ｈ＋kΦ）／ｄ となる。この式から判るように、車輪に作用する
移動荷重△Ｗは、ロールセンター高Ｈが高いほど
大きくなる。

（発明の効果） 本発明に係る自動車のサスペンシヨン装置は、
上記の如く、ストラツト式前輪および後輪サスペ
ンシヨンと、高速時には車高を低くすると共に低
速時には車高を高くする車高調整装置とを備え、
かつ後輪サスペンシヨンの基準状態におけるスト
ラツト長を前輪サスペンシヨンのそれよりも長く
なるように設定することにより車輪のバンプ・リ
バウンドに伴なうロールセンタ高の変化率が前輪
サスペンシヨン側に比して後輪サスペンシヨン側
の方が大きくなるように構成されている。

通常、前輪サスペンシヨンのロールセンタ高と
後輪サスペンシヨンのそれとは基準状態（車輪が
バンプもリバウンドもしていない状態）において
同一かあるいはほぼ同一になるように設定され
る。

今、前輪側と後輪側のロールセンタ高が同一も
しくはほぼ同一であると仮定すると、上記の如く
構成された本発明に係る自動車のサスペンシヨン
装置によれば、高速時には、車高の減少によるロ
ールセンタ高の減少量が後輪側よりも前輪側の方
が小さく、従つてロールセンタ高は後輪側よりも
前輪側の方が高くなり、よつて移動荷重は後輪側
よりも前輪側の方が大きくなるためコーナリング
フオースは前輪側の方が後輪側よりも小さくなつ
てアンダステアリング特性が強くなると共に、低
速時には、車高の増加に伴なつて逆にロールセン
タ高は前輪側よりも後輪側の方が高くなり、よつ
て移動荷重は前輪側よりも後輪側の方が大きくな
るためコーナリングフオースは後輪側の方が前輪
側よりも小さくなつてアンダステアリング特性が
弱まり、オーバステアリング特性気味となるの
で、高速時での走行安定性と低速時での旋回操縦
性とを共に向上させることができる。

また、たとえ基準状態時におけるロールセンタ
高が前輪側と後輪側とである程度異なつていて
も、上記構成に係る本発明によれば、既に前述し
た様に、高速時におけるコーナリングフオースの
増加率が後輪側よりも前輪側の方が小さくなるの
でアンダステアリング特性が強くなり、低速時に
はコーナリングフオースの減少率が前輪側よりも
後輪側の方が大きくなるのでアンダステアリング
特性が弱まり、オーバステアリング特性気味とな
り、上述の通りの効果が奏されるものである。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。

第３図ないし第７図は本発明の一実施例に係る
自動車のサスペンシヨン装置を示す。第３図にお
いて、１は左右の前輪を各々車体に懸架する前輪
サスペンシヨン、２は左右の後輪を各々車体に懸
架する後輪サスペンシヨンであり、両サスペンシ
ヨン１，２はそれぞれ車体と車輪（前輪および後
輪）との間に配設されたストラツト体１３，２３
を備えて成るストラツト式サスペンシヨンとして
構成されている。なお、上記ストラツト体１３，
２３は後述する車高調整装置の流体アクチユエー
タを兼ねている。３は上記流体アクチユエータと
しての各サスペンシヨン１，２のストラツト体１
３，２３に対し圧油を給排して車高を調整する車
高調整装置であつて、該車高調整装置３は、駆動
モータ３１によつて駆動され、各サスペンシヨン
１，２のストラツト体１３，２３の油圧室に油圧
回路３２を介して圧油を供給する油圧ポンプ３３
と、上記油圧回路３２に各サスペンシヨン１，２
に対応して介設された一対の電磁式４ポート３位
置切換弁からなる車高調整弁３４，３４とを備え
て成り、上記各車高調整弁３４は、供給位置３４
ａでは圧油ポンプ３３からの圧油をストラツト体
１３，２３側に供給するようにし、排出位置３４
ｂでは逆にストラツト体１３，２３の油圧室内の
圧油を油タンク３５に排出回収するようにし、さ
らに中立位置３４ｃではストラツト体１３，２３
の油圧室に対する圧油の給排を中止するようにな
つている。

また、上記車高調整装置３は車高を検出する車
高検出手段４、車速を検出する車速検出手段５を
備えて成り、これらの検出手段４，５は、車高を
調整すべく上記車高調整弁３４の切換位置３４ａ
〜３４ｃを切換制御する制御手段としてのコント
ローラ６に信号の授受可能に接続されている。該
コントローラ６は、車高検出手段４からの信号に
基づきフイードバツク制御をしつつ、車速検出手
段５からの信号を受け、高速時に車高を低く、低
速時に車高を高くするよう車高調整弁３４の切換
位置３４ａ〜３４ｃを切換制御するようにしてい
る。

次に、上記サスペンシヨン１，２の構成を、例
えば後輪サスペンシヨン２の場合について第４図
により説明する。すなわち、第４図において、２
１，２１は左右の車輪（後輪）７Ｌ，７Ｒを各々
回転自在に支持する車輪支持部材、２２，２２は
各車輪７Ｌ，７Ｒに対応して車幅方向に配置され
たロアアームであつて、該各ロアアーム２２は、
内端が車体８のフレーム８ａに、外端が車輪支持
部材２１の下部にそれぞれ回動自在に連結されて
いて、車輪７Ｌ，７Ｒの車幅方向の動きを規制す
るようになつている。

また、２３，２３は、前述した様に、車体８と
各後輪７Ｌ，７Ｒとの間に上下方向に配置された
流体アクチユエータとしての左右一対のストラツ
ト体であつて、車体８を支持するものである。該
各ストラツト体２３は、この第４図および第５図
に示す様に、それぞれ内部に油圧室を有するシリ
ンダ２３ａと、一端（基端）が該シリンダ２３ａ
の圧力室に臨んでその圧力を受け、他端（先端）
がシリンダ２３ａ外に延出するピストンロツド２
３ｂとを備えており、上記シリンダ２３ａの下部
はブラケツト２４を介して車輪支持部材２１の上
部に連結されている一方、ピストンロツド２３ｂ
の先端部（上端部）はマウントラバー２５を介し
て車体８に連結されている。そして、上記シリン
ダ２３ａの油圧室に対しては上述の如く圧油回路
３２からピストンロツド２３ｂ内に形成された通
路２３ｃを介して圧油が給排されることによつ
て、ピストンロツド２３ｂがシリンダ２３ａに対
して伸縮動してストラツト体２３の基準長さが変
わることにより車高が変動するように構成されて
いる。なお、４０はドレン通路であり、上記シリ
ンダ２３ａとピストンロツド２３ｂとの間の洩れ
油を油タンク３５に導くものである。

さらに、２６，２６は各々上記ストラツト体２
３，２３に対応して設けられたアキユームレータ
であつて、該各アキユームレータ２６は、それぞ
れ内部に互いに対抗するガス室２６ａと油圧室２
６ｂとを有している。上記油圧室２６ｂは油圧連
通路２７を介してストラツト体２３のシリンダ２
３ａの油圧室に連通されており、該油圧室で発生
する圧力がアキユームレータの油圧室２６ｂに伝
わり、その圧力をアキユームレータのガス室２６
ａに封入されたガス（例えば窒素ガス等）の圧縮
弾性によつて受ける気体ばねとしての機能を発揮
するように構成されている。尚、前輪サスペンシ
ヨン１の構成については特に図示していないが、
後輪サスペンシヨン２の構成とほぼ同じになつて
いる。

ここで、上述の如く構成されたサスペンシヨン
１，２におけるロールセンター高の決め方につい
て、第６図および第７図を用いて説明する。尚、
第６図は前輪サスペンシヨン１における左側の車
輪（前輪）９Ｌに対応する部分を模式的に示した
ものであり、第７図は後輪サスペンシヨン２にお
ける左側の車輪７Ｌに対応する部分を模式的に示
したものである。また、第６図および第７図中、
実線は車輪９Ｌ，７Ｌのバンプ・リバウンドのな
い基準状態を表わし、破線は車輪９Ｌ，７Ｌのバ
ンプ状態を表わす。

先ず、ロアアーム１２，２２の車幅内側への延
長線₁を描くとともに、ストラツト体１３，２
３上端の車体連結点から該ストラツト体１３，２
３と直角方向に直線₂を描き、この直線₂と上
記延長線₁との交点P₁を定める。次に、この交
点P₁と車輪９Ｌ，７Ｌの接地中心点（路面Ｇと
車輪９Ｌ，７Ｌの中心線₃との交点）P₂とを結
ぶ直線₄を描き、この直線₄と車体の中心線
_５との交点P₃を定める。この交点P₃が各サスペン
シヨン１，２のロールセンターであり、該交点
P₃の地面Ｇに対する高さがロールセンター高H_F，
H_Rとなるのである。

各サスペンシヨン１，２におけるロールセンタ
高H_F，H_Rは上述の如くサスペンシヨンの幾何学
的形状に基づいて決定され、従つて車輪のバン
プ・リバウンドに伴なうロールセンタ高の変化率
は上記サスペンシヨンの幾何学的形状、例えば上
記ストラツト体１３，２３の長さ（ストラツト
長）_F，_Rに依存し、かつこのストラツト長
_Ｆ，_Rが長ければ長い程ロールセンタ高の変化率
は大きくなる。

しかるに、本実施例においては、両サスペンシ
ヨン１，２の基準状態におけるロアアーム１２，
２２の長さ、傾斜角は同一に設定され、ストラツ
ト体１３，２３の車体内方への傾斜角も同一に設
定されているが、そのストラツト体１３，２３の
長さは異にして、即ち前輪サスペンシヨンのスト
ラツト長_Fは後輪サスペンシヨンのストラツト
長_Rよりも短く設定されていて、第６図と第７
図との比較から容易に判るように、車輪９Ｌ，７
Ｌのバンプ・リバウンドに伴うロールセンター高
H_F，H_Rの変化率が前輪サスペンシヨン１では小
さく、後輪サスペンシヨン２では大きくなるよう
に構成されている。

尚、第８図は車輪９Ｌ，７Ｌのバンプ・リバウ
ンドに伴うロールセンター高H_F，H_Rの変化特性
を示したものである。この図から判るように、基
準状態（図の原点）近傍では前輪サスペンシヨン
１のロールセンター高H_Fと後輪サスペンシヨン
２のロールセンター高H_Rとが一致するが、後輪
サスペンシヨン２のロールセンター高H_Rの変化
率が前輪サスペンシヨン１のロールセンター高
H_Fの変化率よりも大きいため、リバウンド状態
では後輪サスペンシヨン２のロールセンター高
H_Rの方が前輪サスペンシヨン１のロールセンタ
ー高H_Fよりも高くなり、バンプ状態では逆に前
輪サスペンシヨン１のロールセンター高H_Fの方
が後輪サスペンシヨン２のロールセンター高H_R
よりも高くなる。

上記実施例においては、高速走行時には、車速
検出手段５からの信号を受けるコントローラ６の
制御の下において車高調整装置３が車高を低くす
るように作動する。すなわち、前輪および後輪サ
スペンシヨン１，２の各ストラツト体１３，２３
の油圧室内の圧油が油圧回路３２を介して油タン
ク３５に排出回収されることにより、該各ストラ
ツト体１３，２３が収縮動してその分車高が低く
なる。

この場合、上記前輪および後輪サスペンシヨン
１，２においては、それぞれストラツト体１３，
２３の収縮により車輪のバンプ時と同じ状態にな
るため、サスペンシヨン１，２のロールセンター
高H_F，H_Rは、車輪のバンプ・リバウンドに伴う
ロールセンター高H_F，H_Rの変化率の小さい前輪
サスペンシヨン１のロールセンター高H_Fの方が
後輪サスペンシヨン２のロールセンター高H_Rよ
りも高くなる。このため、旋回時の車体傾斜によ
る移動荷重が前輪サスペンシヨン１側で大きくな
り、この移動荷重の大きさに応じて車輪に作用す
るコーナリングフオースが後輪側に比べて前輪側
でより大きく減少するので、前輪が旋回方向と反
対側に比較的大きく横すべりを起こしてアンダス
テアリング特性が強くなり、その結果、走行安定
性の向上を図ることができる。

一方、低速走行時には、コントローラ６の制御
の下において車高調整装置３が車高を高くするよ
うに作動する。すなわち、車高調整装置３の油圧
ポンプ３３からの圧油が前輪および後輪サスペン
シヨン１，２の各ストラツト体１３，２３の油圧
室に供給されることにより、該各ストラツト体１
３，２３が伸張動してその分車高が高くなる。

この場合、上記前輪および後輪サスペンシヨン
１，２においては、それぞれストラツト体１３，
２３の伸張により車輪のリバウンド時と同じ状態
になるため、サスペンシヨン１，２のロールセン
ター高H_F，H_Rは、車輪のバンプ・リバウンドに
伴うロールセンター高H_F，H_Rの変化率の大きい
後輪サスペンシヨン２のロールセンター高H_Rの
方が前輪サスペンシヨン１のロールセンター高
H_Fよりも高くなる。このため、旋回時の車体傾
斜による移動荷重が後輪サスペンシヨン２側で大
きくなり、この移動荷重の大きさに応じてコーナ
リングフオースが前輪側に比べて後輪側でより大
きく減少するので、後輪が旋回方向と反対側に比
較的大きな横すべりを起こしてアンダステアリン
グ特性が弱くなり、オーバステアリング特性気味
となり、その結果、旋回操縦性の向上を図ること
ができる。

しかも、上記車高調整装置３による車高調整
は、高速時に車高を低く、低速時に車高を高くす
るものであるので、高速時での風力抵抗の低減化
や悪路低速走行時での路面干渉防止等をも図るこ
とができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例を包含するものであ
り、例えば上記ストラツト体と流体アクチユエー
タとを別個に設けるように構成することも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はコーナリングフオースと垂直荷重との
関係を示す図、第２図はサスペンシヨンの旋回時
におけるモーメントのつり合いを説明するための
説明図である。第３図ないし第８図は本発明の実
施例を示すもので、第３図は全体構成図、第４図
は後輪サスペンシヨンの構成図、第５図はストラ
ツト体の断面図、第６図および第７図はそれぞれ
前輪および後輪サスペンシヨンのロールセンター
高の決め方を説明するための説明図であり、第８
図はロールセンター高の変化特性を示す図であ
る。 １……前輪サスペンシヨン、２……後輪サスペ
ンシヨン、３……車高調整装置、５……車速検出
手段、６……制御手段、７Ｌ，７Ｒ……車輪（後
輪）、８……車体、９Ｌ……車輪（前輪）、１３，
２３……ストラツト体兼流体アクチユエータ、
H_F，H_R……ロールセンター高。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪を懸架するストラツト式前輪サスペンシ
   ヨンおよび後輪を懸架するストラツト式後輪サス
   ペンシヨンを備え、 上記後輪サスペンシヨンのストラツト体の基準
   状態におけるストラツト長を上記前輪サスペンシ
   ヨンのストラツト体の基準状態におけるストラツ
   ト長よりも長く設定して車輪のバンプ・リバウン
   ドに伴なうロールセンタ高の変化率が前輪サスペ
   ンシヨン側よりも後輪サスペンシヨン側の方が大
   きくなるように構成され、 かつ、上記各サスペンシヨンにおける車体と車
   輪との間には流体の給排制御に応じて車高を調整
   する流体アクチユエータが設けられると共に、 車速を検出する車速検出手段からの信号を受
   け、高速時に車高を低く、低速時に車高を高くす
   るように上記流体アクチユエータへの流体の給排
   制御を行なう制御手段が設けられていることを特
   徴とする自動車のサスペンシヨン装置。